1. Pérdida de energía debido a la entropía :La energía térmica es una forma de energía microscópica desorganizada, y transferir esta energía completamente a trabajo utilizable es un desafío debido al concepto de entropía. Durante cualquier transferencia o transformación de energía, una cierta cantidad de energía se pierde en forma de calor inutilizable debido a las irreversibilidades y la naturaleza aleatoria de los movimientos moleculares. Esta energía deja de estar disponible para realizar un trabajo útil.
2. Teorema de Carnot y eficiencia del motor térmico :La eficiencia de una máquina térmica, que convierte la energía térmica en trabajo mecánico, está limitada por el teorema de Carnot. Este teorema establece que la eficiencia teórica máxima de un motor térmico que funciona entre dos temperaturas determinadas está determinada por la diferencia entre estas temperaturas. Incluso en condiciones ideales, una parte importante de la energía térmica se pierde como calor residual, lo que limita la utilizabilidad de la energía térmica para el trabajo.
En la práctica, los motores térmicos reales sufren además ineficiencias adicionales debido a la fricción, pérdidas mecánicas y otros factores. Como resultado, el trabajo total utilizable obtenido de la energía térmica suele ser mucho menor que la eficiencia teórica máxima predicha por el teorema de Carnot.
Sin embargo, es importante señalar que, si bien convertir toda la energía térmica en trabajo utilizable es un desafío, existen formas prácticas de aprovechar y utilizar el calor para diversos fines, como generar electricidad a través de plantas de energía térmica o utilizar energía geotérmica para calefacción y producción de electricidad.
